Вопрос основные типы задач при расчете трапецеидальных каналов на равномерное движение жидкости

Трапецеидальный канал характеризуется следующими шестью величинами: b; h; m; n; i; Q (или ).

Первые три величины целиком определяют размеры живого сечения канала.

Задача гидравлического расчета обычно состоит в том, чтобы зная пять из названных величин, найти шестую.

Задачи, в которых живое сечение канала задано, т.е. в число заданных величин входят: b; h; m.

Задача 1

Дано: b; h; m; n; i.

Найти: Q.

Решение: Задача решается непосредственно по формулам без подбора искомой величины.

Задача 2

Дано: b; h; m; n; Q.

Найти: i.

Решение: Задача решается непосредственно по формулам без подбора искомой величины.

Задачи, в которых живое сечение канала не задано, т.е. в число неизвестных величин входят: b или h.

Задача 3

Дано: b; m; n; i; Q.

Найти: h.

Решение: Задача решается методом подбора искомой величины с построением графика . Предварительно рассчитав необходимый модуль расхода, по графику находится искомая глубина жидкости в канале.

.

Задача 4

Дано: h; m; n; i; Q.

Найти: b. Решение: Задача решается методом подбора искомой величины с построением графика . Предварительно рассчитав необходимый модуль расхода, по графику находится искомая ширина канала по дну. .

Задача 5

Дано: m; n; i; Q; b.

Найти: h и b.

Решение: Задача решается методом подбора искомой величины с построением графика . Предварительно рассчитав необходимый модуль расхода, по графику находится искомая глубина жидкости в канале. .

Искомая ширина канала по дну рассчитывается по формуле: .

Задачи, в которых среди заданных величин – средняя скорость движения жидкости v.

Задача 6

Дано: h; b; m; n; v.

Найти: Q и i.

Решение:

вычисляют площадь живого сечения;

находят расход;

вычисляют смоченный периметр;

вычисляют гидравлический радиус;

вычисляют коэффициент Шези;

вычисляют расходную характеристику;

находят уклон.

Задача 7

Дано: m; n; Q; v; h или b.

Найти: i; b или h.

Решение:

вычисляют площадь живого сечения: ;

вычисляется b или h (из геометрического уравнения: );

вычисляют смоченный периметр;

вычисляют гидравлический радиус;

вычисляют коэффициент Шези;

находят уклон (по формуле ).

Задача 8

Дано: m; n; Q; i; v.

Найти: b и h.

Решение:

В основе решения уравнение равномерного движения: , которое после преобразования представляется в следующем виде: .

Рассчитывают:

необходимый модуль расхода;

площадь живого сечения: ;

задаются рядом значений глубины потока;

через формулу расчета живого сечения находят соответствующие величины ширины канала по дну;

вычисляют смоченный периметр;

вычисляют гидравлический радиус;

вычисляют коэффициент Шези;

вычисляют расходные характеристики: ;

строят график зависимости: ;

по графику, зная необходимый модуль расхода, находят искомую глубину;

из формулы расчета площади живого сечения находят искомую ширину канала по дну.